DE4104712C2 - Radialkolbenmaschine mit mechanischer Bremseinrichtung - Google Patents
Radialkolbenmaschine mit mechanischer BremseinrichtungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Radialkolben
maschine und vorzugsweise auf einen Radialkolbenmotor.
Speziell bezieht sich die Erfindung auf einen Radialkolben
motor, der zum Zwecke des Bremsens auch als Pumpe betrieben
werden kann und der darüberhinaus mit einer mechanischen
Bremseinrichtung ausgestattet ist, die beispielsweise dann die
Welle des Motors abbremst, wenn kein Hydraulikdruck zur
Verfügung steht. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf
einen Radialkolbenmotor, der zum Antrieb von beispielsweise
einem Baufahrzeug, einer Planierwalze oder dergleichen
geeignet ist, wobei der Motor in einem geschlossenen Kreis mit
einer Hauptpumpe sowie zugeordneter Booster-Pumpe angeordnet
ist.
Es sind bereits zahlreiche Radialkolbenmaschinen bekannt, die
auch zusammen mit einer mechanischen Bremseinrichtung typi
scherweise einer Lamellenbremseinrichtung verwendet werden. Im
häufigsten Fall, auf den sich auch die vorliegende Erfindung
insbesondere bezieht, werden die Bremslamellen durch eine Fe
der gegeneinander gedrückt, befinden sich also ohne Druckmit
telzufuhr im Bremszustand. Zur Lösung (Belüften) der Bremse
wird ein Druckmedium (vorzugsweise Hydrauliköl) einer
Bremskammer zugeführt, wodurch ein Bremskolben verschoben
wird, der entgegen der Federkraft wirkt und so die Bremse
lösen kann. Vergleiche dazu die nachveröffentlichte
DE 40 37 979 A1.
Ferner ist aus der DE-OS 26 10 524 eine hydraulische Ma
schine mit einer Bremseinrichtung bekannt, die über ein
Ventil mit Druckmittel beliefert wird. Das Ventil ist in
einer Platte angeordnet, die ihrerseits benachbart zu ei
nem Kommutator vorgesehen ist.
Bei Verwendung eines Radialkolbenmotors zusammen mit einer
mechanischen Bremseinrichtung wird das zum Lösen der Bremse
erforderliche Druckmittel insbesondere in dem Fall, wo eine
Pumpenanordnung aus Hauptpumpe und Booster-Pumpe zum Betreiben
der Radialkolbenmaschine in der Form eines Radialkolbenmotors
verwendet wird, das Druckmedium von der Booster-Pumpe
abgenommen und einer Bremskammer zugeführt. Dabei ist im
allgemeinen zwischen der Bremskammer und der Radialkolbenma
schine (insbesondere dem Radialkolbenmotor) ein innerer Dicht
ring erforderlich. Eine solche Konstruktion ist insofern nach
teilig, als durch die dynamische Beanspruchung Leckverluste
auftreten.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine
Radialkolbenmaschine bzw. einen Radialkolbenmotor insbesondere
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart auszubilden,
daß die Nachteile des Standes der Technik vermieden wer
den, insbesondere soll sich ein kompakter Aufbau bei ein
facher und kostengünstiger Herstellung verbunden mit ei
ner hohen Betriebssicherheit ergeben.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einer
Radialkolbenmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1 die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten
Merkmale vor. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben
sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der
Zeichnungen.
In dieser Beschreibung wird im allgemeinen auf einen
Radialkolbenmotor bezug genommen, wobei dieser Begriff aber
auch allgemein als Radialkolbenmaschine interpretiert werden
soll, insbesondere auch deshalb, weil im bevorzugten
Anwendungsfall der Motor zum Zwecke des hydraulischen Bremsens
gelegentlich auch als Pumpe läuft. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt eines ersten bevorzugten Aus
führungsbeispiels eines Radialkolbenmotors mit daran
angeordnet er Bremseinrichtung:
Fig. 2 eine Einzelheit der Fig. 1;
Fig. 3 eine Einzelheit der Fig. 2;
Fig. 4 schematisch das Ausführungsbeispiel
gemäß den Fig. 1 bis 3;
Fig. 5 schematisch einen anderen Aspekt;
Fig. 6 einen Längsschnitt ähnlich Fig. 1 zur Veranschaulichung
des anderen Aspekts;
Fig. 7 einen Längsschnitt durch einen Hydraulikmotor der
Erfindung, bei dem die Bremseinrichtung vom Motor
gehäuse umschlossen ist.
In Fig. 1 ist eine Radialkolbenmaschine (Radialkolbenmotor)
100 gezeigt, wobei mit 1 die eine Gehäusehälfte und mit 2 die
andere Gehäusehälfte bezeichnet sind. Zwischen den beiden
Gehäusehälften 1, 2 ist eine Hubscheibe 3 angeordnet. Mittels
der Befestigungsschrauben 4 sind die beiden Gehäusehälften
zusammen mit der Hubscheibe 3 zu einer festen Einheit verei
nigt.
In der Gehäusehälfte 1 ist eine Welle 5 mittels Kugellager 6,
7 gelagert. Im Bereich eines auf der Welle 5 sitzenden Rotors
10 ist die Welle 5 als Vielkeilwelle ausgebildet um so den
Rotor drehfest zu tragen. Der Rotor 10 ist als Zylinderblock
ausgebildet und weist über seinen Umfang gleichmäßig verteilt
Bohrungen 11 auf, die zur Aufnahmen von Kolben 12 dienen.
Jeder der Kolben 12 ist in seinem radial äußeren Bereich mit
einer Ausnehmung zur Aufnahme einer Lagerschale 13 und einer
zylindrischen Rolle 14 versehen. Die Rollen 14 stützen sich an
einer Kurvenbahn 17 der Hubscheibe 3 ab.
Im radial unteren Bereich jedes Kolbens 12 ist eine um
laufende Nut zur Aufnahme des Kolbenrings vorgesehen. Die
von den Bohrungen gebildeten Kolbenräume stehen über
axial verlaufenden Steuerbohrungen 22, eines feststehen
den in der Gehäusehälfte 2 untergebrachten Kommutators 24
in Wirkverbindung. Der Kommutator (Steuerhülse) 24 be
grenzt umlaufende Ringnuten oder Steuerräume 25, 26, die
mit nicht näher dargestellten Druckmittelanschlüssen, vorzugs
weise zwei Anschlüsse, in Verbindung stehen. Je nach Stellung
der Bohrungen oder Kolbenräume 11 zu den Steuerbohrungen 22
werden diese entweder mit einer Druckmittelquelle oder mit dem
Tank verbunden, um dadurch ein Drehmoment auf den Rotor 10
auszuüben.
Vorzugsweise sind die beiden mit den als Ringnuten ausge
bildeten Steuerräumen 25, 26 in Verbindung stehenden (in Fig.
1 nicht gezeigten) Anschlüsse wie in Fig. 4 gezeigt mit einer
Pumpe verbunden, was noch im einzelnen erläutert werden wird.
An der Gehäusehälfte 2 ist durch Schraubbolzen 29 eine Brems
einrichtung 30 befestigt, die ein schalenartiges Gehäuse 31
aufweist, in das eine Lamellen tragende Wellenverlängerung 32
der Welle 5 hineinragt. Das Gehäuse 31 trägt in bekannter Wei
se ebenfalls Lamellen, die mit den zuerst genannten Lamellen
zusammenarbeiten können. Ein im Gehäuse 31 hin und her beweg
bar gelagerter Bremskolben 33 wird dann, wenn kein Druckmedium
angelegt ist, durch eine Feder 34 (in Fig. 1) nach links
gedrückt, so daß die Bremslamellen sich in Eingriff befinden,
die Welle 5 also gebremst ist. Zwischen dem Gehäuse 31 und
Bremskolben 33 wird eine Bremskammer 35 gebildet, die über
eine Leitung 36 und ein Druckbegrenzungsventil 37 mit Tank 38
in Verbindung steht. Der Bremskolben 33 ist in der Wellen
verlängerung 32 geführt.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Kommutator ein
Schaltventil 40 angeordnet, welches dazu dient, entweder den
mit A bezeichneten Steuerraum 25 oder den auch mit B bezeich
neten Steuerraum 26 mit der Bremskammer 35 zu verbinden. Die
Verbindung zwischen dem Schaltventil 40 und der Bremskammer 35
erfolgt vorzugsweise durch einen Ringspalt 41 zwischen
Kommutator 40 bzw. Gehäusehälfte 2 einerseits und der Welle 5
bzw. Wellenverlängerung 32 andererseits, sowie über einen
Radialspalt 42 und ferner über den Lamellenbereich 43 zur
Bremskammer 35.
Wie gezeigt ist das Schaltventil 40 vorzugsweise im Kommutator
24 angeordnet. Es wär auch denkbar das Schaltventil 40 im Ge
häuse beispielsweise der Gehäusehälfte 2 direkt anzuordnen und
ggf. auch eine andere Verbindung zur Bremskammer 35 vorzuse
hen.
Insbesondere anhand der Fig. 2 und 3 sei nunmehr die Ausbil
dung des Schaltventils 40 erläutert. Das Schaltventil 40 sitzt
in dem ringförmigen an seinem Außenumfang abgestuften Kommuta
tor 24, der in eine entsprechend abgestuften Bohrung in der
Gehäusehälfte 2 unter Zwischenschaltung von in Fig. 1 gezeig
ten Dichtungen sitzt. Im Kommutator 24 ist parallel zur
Längsachse 46 des Radialmotors 100 eine Bohrung 47 ausgebil
det, in der ein Ventilkolben 48 hin und her bewegbar angeord
net ist. Drei Radialkanäle 49, 50 und 51 münden in die Bohrung
47 über verbreiterte Ringausnehmungen 52, 53, 54, die Steuer
kanten bilden. Die Radialkanäle 49 und 50 führen zu den Steu
erräumen 25 und 26, die wiederum mit entsprechenden Anschlüs
sen verbunden sind. Der Ringkanal 51 mündet in den Ringspalt
41.
Der Ventilkolben 48 besitzt zwei Stirnseiten, von jeder der
Stirnseiten aus verläuft jeweils eine Längsbohrung 57 bzw. 58
nach innen, um die Verbindung zu jeweils einer entfernt gele
generen Ringausnehmung 59 bzw. 60 herzustellen.
Die Arbeitsweise des Schaltventils 40 ist offensichtlich. In
Fig. 2 ist das Schaltventil in der Position gezeigt, wo der
Druck bei A größer ist als der Druck bei B. Dadurch wird der
dann bei B niedrigere (normalerweise durch eine noch zu be
schreibende Booster-Pumpe angehobene) Druck am Radialkanal 51
und somit im Ringspalt 41 zur Verfügung gestellt.
Fig. 4 ist ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Radialkolben
maschine 100 zusammen mit einer Hauptpumpe 64 und einer
Booster-Pumpe 65 in einem geschlossenen Hydraulikkreis 66. Man
erkennt schematisch angedeutet die Bremseinrichtung 30, die
Motorwelle 5, das Schaltventil 40 sowie die beiden Anschlüsse
A und B. Die Hauptpumpe hat Anschlüsse A′ und B′, während die
Anschlüsse der Booster-Pumpe 65 mit P und T bezeichnet sind.
Die beiden Anschlüsse A und A′ sind über eine Leitung 67 und
die Anschlüsse B und B′ sind über eine Leitung 68 verbunden.
Parallel zu den Anschlüssen A′, B′ liegen in der gezeigten
Weise zwei Rückschlagventile 69 und 70, von deren Verbindungs
punkt 71 aus eine Leitung 72 zum Ausgang P der Pumpe 65 führt.
Der Pumpenausgang P steht ferner über einem Druckbegrenzungs
ventil 75 mit dem Tank 38 in Verbindung. Die in Fig. 4 mit 151
bezeichnete Leitung führt zur Bremseinrichtung 30. Wenn die
Leitung 151 Druckmittel beaufschlagt ist, kann die Bremse
entgegen der Kraft der schematisch gezeigten Feder gelöst
werden.
Die Arbeitsweise dürfte aufgrund obiger Ausführungen an sich
klar sein. Üblicher Weise wird der durch die Booster-Pumpe
erzeugte angehobene Druck (der dann durch die Hauptpumpe 64
weiter erhöht wird) angezapft um die Bremseinrichtung 30 zu
lösen. Bei der Radialkolbenmaschine 100 gemäß Fig. 1 bis 4
wird der zum Lösen der Bremseinrichtung 30 erforderliche Druck
von Anschluß A bzw. vom Anschluß B des Motors 100 mit Hilfe
des Schaltventils 40 abgenommen. Es kommt immer der am An
schluß A oder am Anschluß B vorhandene jeweils niedrigere
Druck zur Verwendung, da das Schaltventil die entsprechende
Auswahl trifft.
Fig. 5 zeigt schematisch eine andere Möglichkeit um das für
die Betätigung mit der Bremseinrichtung 30 benötigte Druck
medium mit einem ausreichenden Druck zur Verfügung zu stellen.
Durch die in Fig. 5 gestrichelte Linie 77 wird angedeutet, daß
aus dem Motor 100 austretendes Lecköl der Bremskammer 35 der
Bremseinrichtung 30 über einen Kanal 78 zugeführt wird. Der
Verbindungspunkt 79 von Linie bzw. Leitung 77 und 78 steht
über Leitung 80 mit einem auf dem Bremsfreigabedruck einge
stellten Druckbegrenzungsventil 81 in Verbindung. Nach einem
entsprechenden Druckaufbau in der Bremskammer 35 wird die
Bremseinrichtung gelöst.
Fig. 6 ist ein Ausführungsbeispiel für den zweiten in Fig. 5
veranschaulichten Aspekt. Fig. 6 zeigt dabei
einen Längsschnitt durch eine Radialkolbenmaschine 102, die
ähnlich wie in Fig. 1 aufgebaut ist, wobei aber hier das aus
dem Bereich 82 ausströmende Lecköl der Bremskammer 35 zuge
führt wird. Dies geschieht über den Spalt 83 längs des Pfeils
83, sodann längs des Pfeils 84. Das mit der Bremskammer 35
verbundene Druckventil 81 dient wiederum zur Einstellung des
Bremsfreigabedrucks.
Fig. 7 zeigt einen Längsschnitt durch eine Radialkolbenma
schine 103, die sich von den Radialkolbenmaschinen 101 und 102
insofern unterscheidet, als hier die Bremsvorrichtung 130 in
der Gehäusehälfte 2 integriert ist. Bei diesem Ausführungsbei
spiel wird wiederum Lecköl von einem dem Bereich 82 in Fig. 6
entsprechenden Bereich zur Bremskammer 135 geführt und zwar
entlang eines Spaltes 141, der zum einen mit der Bremskammer
135 und zum anderen mit dem Bereich in Verbindung steht, wo
das Lecköl entsteht. Dieses Lecköl hat wiederum einen angeho
benen Druck, der zum Lösen der Bremse verwendet werden kann.
Mit dem Pfeil 132 ist der Leckölfluß zum Spalt 141 hin ange
deutet.
Claims (6)
1. Radialkolbenmaschine, insbesondere Radialkolbenmotor
für den Betrieb zusammen mit einer mechanischen Bremsein
richtung und vorzugsweise für den Betrieb durch eine Pum
penanordnung aus Hauptpumpe und Booster-Pumpe, wobei die
Radialkolbenmaschine folgendes aufweist:
ein Gehäuse,
mindestens zwei im Gehäuse ausgebildete Anschlüsse für Druckmedium vorzugsweise Hydrauliköl,
eine im Gehäuse drehbar gelagerte Welle,
einen drehfest auf der Welle angeordneten Rotor, Kolben radial bewegbar angeordnet in Radialbohrungen des Rotors,
eine stationäre Kurvenbahn zur Zusammenarbeit mit den Kolben zugeordneten Rollen, und
einen im Gehäuse drehfest angeordneten Kommutator (24), der je nach Stellung des Rotors die Anschlüsse (A, B) mit den Radialbohrungen verbindet oder trennt,
dadurch gekennzeichnet, daß das zur Betätigung der Brems einrichtung erforderliche Druckmedium aus dem Gehäuse über ein im Kommutator (24) angeordnetes Ventil (40) vom einen oder anderen Anschluß (A, B) abgegriffen wird, der art, daß automatisch der eine oder der andere Anschluß vorzugsweise der den niedrigeren Druck aufweisende An schluß mit der Bremseinrichtung verbunden wird.
ein Gehäuse,
mindestens zwei im Gehäuse ausgebildete Anschlüsse für Druckmedium vorzugsweise Hydrauliköl,
eine im Gehäuse drehbar gelagerte Welle,
einen drehfest auf der Welle angeordneten Rotor, Kolben radial bewegbar angeordnet in Radialbohrungen des Rotors,
eine stationäre Kurvenbahn zur Zusammenarbeit mit den Kolben zugeordneten Rollen, und
einen im Gehäuse drehfest angeordneten Kommutator (24), der je nach Stellung des Rotors die Anschlüsse (A, B) mit den Radialbohrungen verbindet oder trennt,
dadurch gekennzeichnet, daß das zur Betätigung der Brems einrichtung erforderliche Druckmedium aus dem Gehäuse über ein im Kommutator (24) angeordnetes Ventil (40) vom einen oder anderen Anschluß (A, B) abgegriffen wird, der art, daß automatisch der eine oder der andere Anschluß vorzugsweise der den niedrigeren Druck aufweisende An schluß mit der Bremseinrichtung verbunden wird.
2. Radialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Druckmedium durch im Gehäuse angeord
nete Kanäle der Bremseinrichtung zugeführt wird.
3. Radialkolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Druckmedium längs eines Ringspalts (41)
innerhalb des Kommutators (24) geleitet wird.
4. Radialkolbenmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß sich der Ringspalt (41) vom Rotor zum axial
gelegten Ende der Radialkolbenmaschine erstreckt, wo die
Bremseinrichtung angeordnet ist.
5. Radialkolbenmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Abgriff des Druckmediums an Steuerräu
men (25, 26) im Motorgehäuse geschieht.
6. Radialkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Schaltventil (40) mit den ringförmig
verlaufenden Steuerräumen (25 bzw. 26) einerseits und mit
einem zwischen der Welle (5) und Innenumfang des Kommuta
tors bzw. des Gehäuses gebildeten Ringspalt (41) in Ver
bindung steht, von wo aus das Druckmedium über einen zwi
schen Gehäuse und Welle (5) gebildeten Radialspalt (42)
einer Bremskammer (35) der Bremseinrichtung zugeführt
wird.
Priority Applications (4)
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DE4104712C2 true DE4104712C2 (de) | 1995-11-16 |
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